嵌入式大气数据系统人工智能算法及故障诊断

嵌入式大气数据传感(FADS)系统由于其诸多优势成为现在战斗机设计中的关键技术之一。开发了基于BP(反向传播)人工神经网络的FADS算法和基于随机森林算法的故障识别与处理算法。该嵌入式大气数据系统算法以迎角和马赫数为分段依据,分别计算大气数据。故障识别则采用随机森林算法自动识别出故障测压点,在将故障测压点剔除后,采用不含故障点压强的组合预测各大气数据。采用飞行数据测试开发FADS系统算法,结果表明：该算法计算大气参数较为准确,迎角误差小于0.2°,侧滑角误差小于0.3°,马赫数误差小于0.0105,静压误差小于300 Pa。采用单个测压点故障的压强组合测试了故障识别与容错算法的性能,测试结果显示该算法能够准确识别出故障测压点压强,采用的飞行曲线测试中准确度达到100%,且各大气数据计算精度可达上述无故障压强时的精度,有效降低了故障压强对FADS系统算法计算精度的影响。     

飞翼飞机嵌入式大气数据系统算法研究

为适应新型作战飞行器平台高隐身、高超声速、高机动性等方面的需求,嵌入式大气测量技术不断发展。分析对比类球头集中式和飞翼飞机分布式两大类嵌入式大气数据传感（FADS）系统的研究情况及差异性。针对高隐身的飞翼布局飞机,以类X-47B飞机气动外形为研究对象,参考其测压点选位布局,开展了FADS算法模型的研究,提出一种适合工程应用的飞翼布局飞机FADS算法模型。算法采用最小二乘法拟合流场样本数据,通过迭代计算解耦各大气参数。仿真验证表明：该算法具有较高的解算精度,且迭代计算稳定收敛。     

一种适用锥头体的嵌入式大气数据传感系统改进校准算法

嵌入式大气数据传感系统的空气动力学模型基于钝头体推导,该模型是否适用于锥头体尚未得到证实;对一典型锥头体进行了空气动力学模型适用性验证,验证结果表明该空气动力学模型用于锥头体时动静压相对误差超过了2.5%;对此,提出了一种适用于锥头体的改进校准算法,并且进行了仿真验证;仿真结果表明动静压相对误差小于0.5%,改进的校准算法有效消除了模型误差。     

基于新型智能探头的大气数据系统算法研究

开展了基于一种新型半圆柱形探头的大气数据系统算法研究工作。通过计算流体力学(CFD)软件计算获得了半圆柱形探头本体和探头所在处的局部流场信息,建立了该种大气数据系统的气动模型和系统算法模型,并通过仿真验证了算法模型的精度。该项研究工作对大气数据系统及大气数据系统传感器的设计开发具有较高的借鉴和参考价值。     

锥体弹头的嵌入式大气数据传感系统组合算法

嵌入式大气数据传感（FADS）系统空气动力学模型基于钝头体推导,该模型适用于锥头体解算大气数据,但存在一定的模型误差.为消除模型误差,分析了锥头体模型误差产生的机理,提出了一种FADS系统组合算法,并对某一典型锥体弹头进行了仿真验证.仿真结果表明：动静压相对误差在0.05％以内,每组大气数据解算平均耗时在20 ms以内,该算法有效提高了大气数据解算精度和实时性.     

飞机大气数据系统实时模拟器设计与实现

针对某型飞机大气数据系统在地面静态条件下无法正常输出参数、难以与其他机载系统进行动态联试的问题,提出通过研制大气数据系统模拟器实现动态联试的方案,利用多线程和精确定时等方法提高模拟器的实时性。实验证明,该模拟器可以满足系统动态联试的要求。     

嵌入式大气数据传感系统的求解算法研究

嵌入式大气数据传感系统是一种依靠嵌入在飞行器前端的压力传感器阵列来测量飞行器表面的压力分布,并由此压力分布通过求解非线性方程组间接获得飞行参数的先进飞行数据传感系统;介绍了嵌入式大气数据传感系统及其主要的求解算法,主要包括加权最小二乘法、三点法和神经网络方法,针对每种算法分别给出了其迎角、侧滑角和动压、静压的求解公式,最后对3种算法进行了比较,结果表明神经网络方法相对与其他两种方法来说是比较理想的FADS系统的求解算法。     

大气数据系统一体化研发平台设计与应用

面对新一代机载平台对大气数据系统体积、重量提出的更高要求,通过集成现有技术、采购专用设备、搭建软件环境、建设功能单元,建立大气数据系统仿真、设计、集成和验证一体化研发平台,通过迭代优化设计,实现了大气数据系统设计的小型化、轻量化,有效支撑了某型小型化机载大气数据系统研制,满足了某重点机载平台的使用需求并在多型机载平台大气数据系统研制中的到应用。     

某型飞机大气数据系统自动测试系统的设计

介绍了某型军用飞机上的大气数据系统自动测试系统的设计原理,描述了测试系统的硬件和软件结构实现。     

基于米散射的光学大气数据系统研究

光学大气数据系统较传统大气数据系统在飞行器上应用具有许多显著优势.介绍了基于米散射的激光测速系统基本工作原理,重点讨论了系统中信号混频和微弱信号提取等关键技术.产品样机在实验室的测试结果表明测速精度可达0.75％.     

BP网络在嵌入式大气数据传感系统中的应用

研究了BP人工神经网络在嵌入式大气数据传感系统中的应用.提出了以BP网络为基础的动、静压和修正参数的改进算法,并对其应用Matlab软件进行了验证.改进算法首先应用广义逆矩阵简化方程组,然后应用BP网络求解非线性方程.计算结果表明,改进算法在精度、可靠性等方面可以满足系统的设计要求.在实时性上由于改进算法避免了迭代运算,达到同样的精度所需要的计算时间只相当于原有算法的5%,比迭代方法具有更大实时性优势.     

嵌入式大气数据传感系统及其BP网络校正算法

介绍了嵌入式大气数据传感系统及其数学模型和校正过程．研究了该系统的BP网络校正算法;提出了以BP网络为基础的迎角、侧滑角和形压系数的校正算法,并对该算法应用MATLAB软件进行了验证;该校正算法采用BP网络,分别以当地迎角、当地侧滑角和马赫数作为BP网络的输入．以真实迎角、真实侧滑角和形压系数作为输出,通过对BP网络进行训练,从而得到系统的校正算法;计算结果表明,该算法在精度、可靠性和实时性等方面可以满足系统的设计要求;在精度上,由于BP网络对非线性函数的无限逼近特性,可以用更少的参数实现同样的数据精度,易于实现。     

FADS压力传感器冗余配置研究

嵌入式大气数据传感器系统通过在飞行器各部位的压力传感器阵进行工作,压力传感器的数量,布局形式将对系统的工作性能产生影响.为衡量冗余配置的性能,提出两项性能指标:可靠件,噪声抑制性能,并分别给出性能指标的具体计算方法.根据现有典型的压力传感器布局类型,分别计算出不同压力传感器数量、不同布局形式的性能指标.通过对性能指标的分析得出结论:可靠性,噪声抑制性能随压力传感器数量增加而增加;放射型布局的噪声抑制性能最优.     

一种飞翼布局飞行平台FADS系统应用方案研究

对于一些高性能飞行器(如飞翼布局飞行器),仅采用安装在机头表面的测压孔的FADS系统方案.某些情况下不一定能够给出较为准确的飞行姿态数据;针对飞翼布局飞行平台对高精度迎角、侧滑角的依赖性.给出了一种采用安装于机头表面的测压孔和机翼前缘的测压孔相结合的FADS系统方案,推导了其空气动力学模型,并用BP神经网络拟合出了迎角和侧滑角的修正曲线,结果表明该方案能够满足系统精度的要求。     

基于注意力模型的混合学习算法

为了解决传统BP(back-propagation)算法收敛速度慢,训练得到的网络性能较差的问题,在借鉴生理学中"选择性注意力模型"的基础上,将遗传算法与误差放大的BP学习算法进行了有机的融合,提出了基于注意力模型的快速混合学习算法.该算法的核心在于将单独的BP训练过程划分为许多小的切片,并对每个切片进行误差放大的训练和竞争淘汰机制的选择.通过发现收敛速率较快的个体和过滤陷入局部极值的个体,来保证网络训练的成功率和实现快速向全局最优区域逼近的目的.仿真结果表明,该算法有效地解决了传统BP算法中由于初始权值的随机性造成的训练失败问题,并能有效解决饱和区域引起的后期训练缓慢问题,在不增加网络隐层节点数的情况下,显著地提高了网络的收敛精度和泛化能力.这将使神经网络在众多实际的分类问题上具有更广泛的应用前景.     

基于OpenMP的Kriging插值算法研究

随着多核处理器的普及,并为了充分利用多核PC机的特性,计算机技术逐渐向多核架构及多核计算技术发展。为提高对湖南地区100mX 100m小网格气温插值的速度,采用以OpenMP为标准的基于共享存储的并行编程模型对Kriging插值算法进行改进。在不同核的多核PC机中,采用100mX 100m小网格和500mX 500m小网格地形数据对平均气温进行插值,不仅有效减少了插值时间和提高了算法的加速比,而且集成到业务系统中大大提升了系统的反应时间及性能。     

遗传算法优化的BP神经网络税收模型

1Introduction Research on the relation between tax and economy is one ofthe basic subjects of tax theory research.Building up the mathe-matical model on tax revenue(TAX for it)and economical total(GDP for it)has not only the theoretical significance,but a…